实验七混响室法测量声学材料吸声系数
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?????? ??==1212111355T -T c V . - A A ΔA 实验七 混响室法测量声学材料吸声系数
一、实验目的
1、掌握混响时间的测量方法；
2、掌握混响室法测量材料吸声系数的原理和方法。 二、实验要求
1、正确理解混响时间的概念；
2、基本掌握Pulse 3560C 声振测量的基本功能及使用方法。 三、实验环境
1、混响室
2、被测材料：晴纶地毯，面积3×4㎡，厚2.5㎜
3、BK 声学测量平台 9.0
4、自由场传声器BSWA 型 4个
5、声级监视器HS6288
6、Pulse 3560C
7、功率放大器BK2716
8、全指向性声源BK4296
9、通用计算机及 M6k 10、声级校准器4321 四、实验内容及步骤
1、测量晴纶地毯的无规入射材料吸声系数。测试系统如图1所示。
2、测量步骤：
（1）、测量空室的顺向时间T1 ；
（2）、放入被测材料，测量有吸声材料时的混响时间T2；
（3）、数据记录完毕，测量出混响室的几何尺寸，根据公式（7-1）、（7-2）
按1/3倍频程计算相应的吸声系数。
公式（7-1）
公式（7-2）
图1混响室法吸声系数测量系统连接示意
五、实验结果
1、按1/3倍频程给出空室中的混响时间。
2、按1/3倍频程给出铺上吸声材料后的混响时间。
α
3、按1/3倍频程给出所测材料吸声系数
s
图示如下：
分析：由上图可知，材料在高频段的吸声系数较高，即材料对高频段的吸声效果比低频段的吸声效果显著。
（以上所有计算由matlab完成，程序见附录）
六、实验注意事项
1、实验中传声器装夹及支架移动时，要特别注意，谨防电缆会牵动支架倒
地将传声器摔坏；
2、混响测量声级较高，注意每次测试时要将功放的增益旋至最小，以免使
声源受到冲击。
七、讨论思考题
问:试分析混响室法测量材料吸声系数的优缺点。
答:1、混响室法测量材料吸声系数优点：
（1）、能够测量吸声材料在扩散场中的吸声系数，接近实际使用情况。
（2）、不存在管测法只能测量垂直入射时的局限性。
2、混响室法测量材料吸声系数缺点：
（1）、材料面积大，有时会安装不方便。
（2）、同一材料，不同的混响室中的测量值有时差别很大，无可比性。
（3）、吸声系数测测算会随材料的面积和材料在混响室中所处的位置的变化而变化。
附录：
1、matlab编程计算：
（1）、1/3倍频程对应吸声功率的计算
function y=t(r,e)
a=5.77;
b=3.20;
h=4.79;
v=a*b*h;
x=zeros(1,18);
for i=1:18
x(i)=(55.3*v/(344*12))*(1/r(i)-1/e(i));
end
y=x;
2、原始数据示例：
（1）、混响室未铺吸声材料时的混响时间：
1 1.0000000000e+00
2 7.45522e+000
2 1.2500000000e+002 8.03116e+000
3 1.6000000000e+002 9.34096e+000
4 2.0000000000e+002 7.49712e+000
5 2.5000000000e+002 6.90314e+000
6 3.1500000000e+002 6.64586e+000
7 4.0000000000e+002 6.77191e+000
8 5.0000000000e+002 6.47246e+000
9 6.3000000000e+002 6.06130e+000
10 8.0000000000e+002 5.02718e+000
11 1.0000000000e+003 4.65768e+000
12 1.2500000000e+003 4.25639e+000
13 1.6000000000e+003 3.78167e+000
14 2.0000000000e+003 3.40101e+000
15 2.5000000000e+003 2.98364e+000
16 3.1500000000e+003 2.54108e+000
17 4.0000000000e+003 2.15545e+000
18 5.0000000000e+003 1.81243e+000
（2）、混响室铺吸声材料后的混响时间：
1 1.0000000000e+00
2 6.66379e+000
2 1.2500000000e+002 6.76423e+000
3 1.6000000000e+002 7.11157e+000
4 2.0000000000e+002 6.29319e+000
5 2.5000000000e+002 5.08517e+000
6 3.1500000000e+002 4.93640e+000
7 4.0000000000e+002 4.48201e+000
8 5.0000000000e+002 3.80968e+000
9 6.3000000000e+002 3.46881e+000
10 8.0000000000e+002 3.12094e+000
11 1.0000000000e+003 2.79930e+000
12 1.2500000000e+003 2.62799e+000
13 1.6000000000e+003 2.32969e+000
14 2.0000000000e+003 2.06976e+000
15 2.5000000000e+003 1.83435e+000
16 3.1500000000e+003 1.65609e+000
17 4.0000000000e+003 1.43518e+000
18 5.0000000000e+003 1.25463e+000
浅谈“混响室法测吸声系数” 关键词: 混响室法吸声系数有效性误差扩散发展 摘要：材料的吸声系数是材料的各项声学性能参数中非常重要的一个,它对各种材料在生活和工业中的应用有着积极的指导意义。对材料吸声系数的测量通常采用标准的混响室方法,对应有相应的国际ISO标准和国家GBJ47-83标准。混响室方法要求材料被制成10到12平方米的标准试件。另外对应一些较小的材料还常采用驻波管方法测量其吸声系数。混响室法测吸声系数广泛应用于声学工程的设计计算，噪声控制工程的吸声降噪计算，材料吸声性能的等级评定它能测量声波无规入射时的平均吸声系数,这与实际工程中声波的入射方式较为接近,且不能用其它方法替代。 ABSTRACT Sound absorption coefficient of the material is the acoustic performance parameters of the material is very important, it has a variety of materials used in life and industry has a positive significance. Measurement of the absorption coefficient of the material commonly used standard method of reverberation chamber, which corresponds with the corresponding international ISO standards and national GBJ47-83 standard. Reverberation chamber method requires that the material is made from 10 to 12 square meters of standard test pieces. Also corresponding smaller standing wave tube material is also often used method to measure the absorption coefficient. Reverberation chamber method to measure the absorption coefficient is widely used in acoustic engineering design calculations, the sound absorption of noise control engineering calculations, material sound absorption performance grading can measure the average absorption coefficient at random incidence sound waves, which the actual incidence of acoustic engineering approach closer, and can not use other methods of alternative. 混响室法来源回顾 如果一个声源在封闭空间内连续稳定地辐射一定频谱的声波，它就能激发起 室内许多个不同的固有振动方式，声波按不同方式在许多方向来回反射地传播。 在先的声波逐渐衰减，在后的声波不断补充，达到动态平衡状态。这时，除紧靠 壁面处和邻近声源处外，室内声场有可能达到：1，各点的平均能量密度相等；2， 各点从各方向来的平均能量流相等；3，到达某点的各波数间的相位是无规的。 符合这三个条件的声场，即称为扩散声场或无规声场，有时也称为混响声场。能 满足这样条件的封闭空间就是混响室。 美国声学专家赛宾（Sabine）最初在教室里面进行了一系列的实验，建立了 著名的混响公式，即赛宾公式。并在1929 年提出了“混响室法测量吸声系数” 的论文，这就是混响室测量细声系数的开端。早期的混响室，不少是利用地下室， 储藏室等改装而成，主要用来测量建筑材料的吸声系数。但是在测量过程中人们 发现，同种材料在不同的混响室中测得的吸声系数相差很大。在50-60 年代，国 际标准协会组织了吸声材料的巡回测试，制订了在混响室中测量吸声系数的国际 规范，规定了测试样品的大小和混响室的体积范围，并要求混响室内安装扩散体 以改进室内的声场扩散。这样在实际应用中，符合规范要求的混响室，所得实验 数据的离散程度可以控制在一定范围内，并对不通的混响室，彼此可以相互比较；
声学测量概述 维也纳声学 （1）声源特性测量和传声途径声学特性测量 声学测量是使用声学仪器对声传输系统的声学特性进行测量了解。一个声传输系统，包括产生声音的声源、声音传输的途径和声音的接收者。在建筑声学测量中，通常需要了解的是声源特性和声传输途径的特性。前者包括声源的频谱、指向性、声功率及其时间分布特性等，后者是指材料、结构和建筑空间的声学特性，如吸声特性、隔声特性、衰减过程和混响时间等。 对于声源特性的测量，声音由被测对象发出，测量时通常只需要配置声接收系统。为了排除各种不同传输途径的影响，以便于不同声源的相互比较，通常要规定标准的传输途径，最常用的是自由场和混响场，即把待测声源置于标准化的消声室或混响室中进行测量。但有时因为声源体积和重量很大或搬移安装困难等原因，不能把声源移置到试验室中测量，或者声源的特性需要结合现场环境来了解，如厅堂扩声系统、交通噪声和环境噪声等，就需要在现场进行测量。在现场测量中有时为了得到声源“本身”的特性，即相当于放置在自由场中的特性，需要从测量结果中“去除”现场环境的影响，这有时是很困难的。近年来发展起来的一些新的测量技术，如相关测量、声强测量等，有助于这方面问题的解决。 对于声传输途径特性的测量，即材料、结构和建筑空间的声学特性的测量，被测对象本身不产生声音，测试时需要配置声源系统，并对所用的声源和声信号作出标准化的规定。当然，接收系统总是需要的。对于材料和结构的声学特性测量，为了便于不同个体和种类间的比较，也要规定一定的传输条件。然后把标准化了的试件按规定的方式纳入传输系统进行测量。这种测量通常也在试验室中进行。对建筑空间的声学特性的测量通常是在现场进行。（2）声学测量的仪器设备 声学测量用的声源系统通常可分为两类：一类是非电子设备的声源，例如用于产生脉冲声的发令枪、爆竹、汽球(爆裂发声)、电火花发生器和产生宽带稳态噪声的气流噪声源、
材料的吸声系数 吸声系数隔振vibration isolation 材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（α）。 α=Eα/Ei =（Ei-Er）/Ei=1-r 式中：Ei——入射声能；Eα——被材料或结构吸收的声能； Er——被材料或结构发射的声能； r——反射系数。 名词解释 吸音系数是按照吸音材料进行分类的。说明不同材料有不同吸音质量 分贝(db)，是声压级大小的单位（声音的大小）。声音压力每增加一倍，声压量级增加6分贝。1分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音。20分贝以下，我们认为它是安静。20-40分贝相当于情人耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。60分贝以上属于吵闹范围。70分贝很吵，并开始损害听力神经。90分贝会使听力受损。在100-120分贝的房间内呆1分钟，如无意外，人就会失聪（聋）。 吸声原理 当入射声能被完全反射时，α=0，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时，α=1，表示完全被吸收。一般材料或结构的吸声系数α=0~1，α值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。 吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。 不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将 100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。 分贝、声功率、声强和声压 分贝 人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时声音功率由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少"级"。 声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 声功率级： Lw =10lg(W/W0) 式中：Lw——声功率级（dB）； W——声功率（W）；
声学测量分析技术方 案
声学测试分析技术方案 一、 声压 声波传播过程中，空气质点也随之振动，产生压力波动。一般把没有声波 存在时媒质的压力称为静压力，用0p 表示。有声波存在时，空气压力就在大气 压附近起伏变化，出现压强增量，这个压强增量就是声压，用p 表示。 声压的单位就是压强的单位，在SI 单位制中，面积S 的单位是2米，力F 的单位是牛（顿），其声压的单位是2牛/米，记为2/N m ，或称为帕（斯 卡），记为Pa ，其辅助单位为微巴，记为bar μ（2/达因厘米，2/dyn cm ）。 换算关系为： 2211/10/10Pa N m dyn cm bar μ=== （1— 3） 与大气压相比，声压是相当小的。在1000赫时的可听声压范围大约在 0.0002~200微巴之间。 声压随时间起伏变化，每秒钟内变化的次数很大，传到人耳时，由于耳膜 的惯性作用，辨别不出声压的起伏，即不是声压的最大值起作用，而是一个稳 定的有效声压起作用。有效声压是一段时间内瞬时声压的均方根值，这段时间 应是周期的整数倍。有效声压用数学表示为 p =（1—4） 式中 T ——周期； ()p t ——瞬时声压； t ——时间。
对于正弦声波m p p =，m p 为声压幅值，即最大声压。在实际使用中， 若不另加说明，声压就是有效声压的简称。 二、 声压级p L 一个声音的声压级是这个声音的声压与基准声压之比的以10为底的对数的 20倍，即o p p p L lg 20= (1-11) 式中 p L ----声压级，分贝； p -----声压，帕； o p ----基准声压，取o p =20微帕。 有了声压级的概念，就可把由声压值表示的数百万倍变化，改变为0～120 分贝的变化范围。 三、 声学频谱 声频范围很广，从低频到高频变化高达1000倍，一般不可能，也没有必要 对每个频率逐一测量，为方便和实用上的需要，通常把声频的变化范围划分为 若干个较小的段落，称为频程，或频段、频带，一般它是两个声或其信号频率 间的距离。频程有上限截止频率值、下限截止频率值、中心频率值和上下限截 止频率之差。上、下限截止频率之差即是中间区域，称为频带宽度，简称带 宽。 一般频程以高频与低频的频率比的对数来表示，此对数通常以2为底，其 单位称倍频程。即 n f f 212= 或 ??? ? ??=122log f f n (1-15) 式中 1f 、2f ----成倍频程关系的低频和高频频率，即下、上限截止频率；
判断题 1.一列平面波在传播过程中，横坐标不同的质点，位相一定不同。（×） 2.同一种吸声材料对任一频率的噪声吸声性能都是一样的。（×） 3.普通的加气混凝土是一种常见的吸声材料。（√） 4.对于双层隔声结构，当入射频率高于共振频率时，隔声效果就相当于把两个单层墙合 并在一起。（×） 5.在声波的传播过程中，质点的振动方向与声波的传播方向是一致的，所以波的传播就 是媒质质点的传播。（×） 6.对任何两列波在空间某一点处的复合声波来讲，其声能密度等于这两列波声能密度的 简单叠加。（×） 7.吸声量不仅与吸声材料的吸声系数有关，而且与材料的总面积有关。（√） 8.吸声量不仅和房间建筑材料的声学性质有关，还和房间壁面面积有关。（√） 9.微孔吸声原理是我国科学家首先提出来的。（√） 10.微穿孔板吸声结构的理论是我国科学家最先提出来的。（√） 11.对室内声场来讲，吸声性能良好的吸声设施可以设置在室内任意一个地点，都可以取 得理想的效果。（×） 12.噪声对人的干扰不仅和声压级有关，而且和频率也有关。（√） 13.共振结构也是吸声材料的一种。（√） 14.当受声点足够远时，可以把声源视为点声源。（√） 15.人们对不同频率的噪声感觉有较大的差异。（√） 16.室内吸声降噪时，不论把吸声体放在什么位置效果都是一样的。（×） 17.多孔吸声材料对高频噪声有较好的吸声效果。（√） 18.在设计声屏障时，材料的吸声系数应在0.5以上。（√） 19.在隔声间内，门窗的设计是非常重要的，可以在很大程度上影响隔声效果。（√） 20.噪声污染的必要条件一是超标，二是扰民。（√） 21.不同的人群对同一噪声主观感觉是不一样的。（√） 22.在实际工作中，低频噪声比高频噪声容易治理。（×）
常用材料的吸声系数： 125 250 500 1000 2000 4000 砖墙、抹光、涂漆0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 厚地毯，铺在水泥地上0.20 0.06 0.14 0.37 0.60 0.65 混凝土墙、粗糙0.36 0.44 0.31 0.29 0.39 0.25 混凝土墙，涂漆0.10 0.05 0.06 0.07 0.09 0.08 丝绒0.30kg/m2，直接挂在墙上0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35 丝绒0.43kg/m2，折叠面积一半0.07 0.31 0.49 0.75 0.70 0.60 丝绒0.56kg/m2，折叠面积一半0.14 0.35 0.49 0.75 0.70 0.60 木地板0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.07 水泥地板0.01 0.01 0.015 0.02 0.02 0.02 普通玻璃（厚3mm～4mm）0.35 0.25 0.18 0.12 0.07 0.04 石膏板, 龙骨50×100mm, 中心距40cm 0.29 0.10 0.05 0.04 0.07 0.09 开口的舞台（与设备有关）0.25 0.30 0.40 0.50 0.65 0.75 很深的包厢0.50 0.55 0.65 0.70 0.80 1.00 通风口0.15 0.22 0.30 0.40 0.45 0.50 大理石或抛光板0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 胶合板（9mm厚）0.28 0.22 0.17 0.09 0.10 0.11 玻璃纤维（厚5cm) 0.15 0.38 0.81 0.83 0.79 0.74 超细玻璃纤维（厚5cm) 0.25 0.41 0.82 0.83 0.89 - 矿渣棉（厚6.0cm）0.25 0.55 0.79 0.75 0.88 - 石棉（厚2.5cm) 0.06 0.35 0.50 0.46 0.52 0.65 甘蔗板（厚1.3cm) 0.12 0.19 0.28 0.54 0.49 0.70 木丝板（厚3cm) 0.05 0.07 0.15 0.56 0.90 - 麻纤维板（厚2cm) 0.09 0.11 0.16 0.22 0.28 - 玻璃棉板（厚5cm) 0.06 0.17 0.48 0.81 0.95 0.90 石棉板（厚0.8cm) 0.02 0.03 0.05 0.06 0.11 0.28 青软木板（厚3.5cm) 0.05 0.06 0.29 0.35 0.34 0.50 工业毛毡（厚2.0cm) 0.07 0.26 0.42 0.40 0.55 0.56 沥青玻璃棉毡（厚3.0cm) 0.11 0.13 0.26 0.46 0.75 0.88 超细玻璃棉毡（厚4.0cm) 0.08 0.24 0.89 0.69 0.77 - 沥青矿棉毡（厚3.0cm) 0.08 0.18 0.50 0.68 0.81 0.89 泡沫玻璃（厚4.0cm) 0.11 0.27 0.35 0.31 0.43 - 树脂棉板（厚5.0cm) 0.06 0.17 0.48 0.81 - - 硬聚氯乙烯泡沫塑料板(厚2.5cm) 0.04 0.04 0.17 0.56 0.28 0.58 酚醛泡沫塑料（厚2.0cm) 0.08 0.15 0.30 0.52 0.56 0.60 聚胺甲酸脂泡沫塑料（厚2.0cm) 0.11 0.13 0.27 0.69 0.98 0.79 微孔聚脂泡沫塑料（厚4.0cm) 0.10 0.14 0.26 0.50 0.82 0.77 粗孔聚脂泡沫塑料（厚4.0cm) 0.06 0.10 0.20 0.59 0.68 0.85 聚氯乙烯塑料（厚0.41cm) 0.03 0.02 0.06 0.29 0.13 0.13 尿荃米波罗（厚3.0cm) 0.10 0.17 0.45 0.67 0.65 0.85 微孔吸声砖（厚9.5cm) 0.41 0.75 0.66 0.76 0.81 - 泡沫石膏（厚2.5cm) 0.06 0.18 0.50 0.70 0.55 0.50
!"# 中华人民共和国国家标准 $%&’()*+,-+.(##, /01234((*567(##" 声学机器和设备发射的噪声 由声功率级确定工作位置和 其他指定位置的发射声压级 !89:;<=8;.>9=;//?=<
前言 本标准等效采用国际标准-./00123405567声学8机器和设备发射的噪声8由声功率级确定工作位置和其他指定位置的发射声压级9:为-./00122系列标准的一部分; 本标准是<=#>0?1@A*0B0?1@A*6系列标准中的第四项标准:系列标准包括4 <=#>0?1@A*0声学机器和设备发射的噪声有关确定工作位置和其他指定位置发射声压级基础标准的使用准则 <=#>0?1@A*1声学机器和设备发射的噪声工作位置和其他指定位置发射声压级的测量一个反射面上方近似自由场的工程法 <=#>0?1@A*3声学机器和设备发射的噪声工作位置和其他指定位置发射声压级的测量现场简易法 <=#>0?1@A*@声学机器和设备发射的噪声由声功率级确定工作位置和其他指定位置的发射声压级 <=#>0?1@A*6声学机器和设备发射的噪声工作位置和其他指定位置发射声压级的测量环境修正法 该系列标准详细规定了一个机器设备或待测设备部件发射噪声的各种测定方法C该系列标准指导并列举了多种可供选择的方案:以确定机器设备的发射声压级;同时本标准还列举了有关声功率级测定方法国家标准和国际标准的情况; 本标准的附录D为提示性的附录; 本标准由全国声学标准化技术委员会提出并归口; 本标准起草单位4机械部上海电器科学研究所; 本标准主要起草人4陈业绍E施庆圆; 本标准自055A年02月0日起实施; F
《环境噪声控制工程》复习题及参考答案 一、名词解释 1、噪声：人们不需要的声音（或振幅和频率紊乱、断续或统计上无规则的声音）。 2、声功率：单位时间内声源向周围发出的总能量。 3、等效连续A声级：等效于在相同的时间间隔T内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A 计权声级。 4、透声系数：透射声功率和入射声功率的比值。 5、消声器的插入损失：声源与测点之间插入消声器前后，在某一固定测点所得的声压级的差值。 6、减噪量：在消声器进口端测得的平均声压级与出口端测得的平均声压级的差值。 7、衰减量：在消声器通道内沿轴向两点间的声压级的差值。 8、吸声量：材料的吸声系数与其吸声面积的乘积，又称等效吸声面积。 10、响度：与主观感觉的轻响程度成正比的参量为响度，符号为N，单位为宋（sone）。 11、再生噪声：气流与消声器内壁摩擦产生的附加噪声。 12、混响声场：经过房间壁面一次或多次反射后达到受声点的反射声形成的声场。 13、噪声污染：声音超过允许的程度，对周围环境造成的不良的影响。 14、声能密度：声场内单位体积媒质所含的声能量。 15、声强：单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能。 16、相干波：具有相同频率和恒定相位差的声波称为相干波。 17、不相干波：频率不同和相互之间不存在恒定相位差，或是两者兼有的声波。 18、频谱：频率分布曲线，复杂振荡分解为振幅不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫频谱。 19、频谱图：以频率为横坐标，声压级为纵坐标，绘制出的图形。 20、吸声系数：材料吸收声能（包括透射声能）与入射声能之比。
21、级：对被量度的量与基准量的比值求对数，这个对数被称为被量度的级。 22、声压级：p L =10lg 20 2p p =20lg 0p p (dB) （基准声压0p 取值2510-?Pa ） 23、声强级：I L =10lg 0 I I (dB)（ 基准声强0I 取值1210-W/m 2） 24、声功率级：w L =10lg 0W W (dB) （ 基准声功率0W 取值1210-W ） 25、响度级：当某一频率的纯音和1000Hz 的纯音听起来同样时，这时1000Hz 纯音的声压级就定义为该待定纯音的响度级。符号为L N ，单位为方（phon ）。 26、累计百分数声级：噪声级出现的时间概率或累积概率，L x 表示x%的测量时间所超过的声级，更多时候用L 10、L 50、L 90表示。 27、吸声材料：是具有较强吸声能力，减低噪声性能的材料。 28、直达声场：从声源直接到达受声点的直达声形成的声场。 29、扩散声场：有声源的房间内，声能量密度处处相等，并且在任何一点上，从各个方向传来的声波几率都相等的声场。 30、混响半径：直达声与混响声的声能密度相等的点到声源的临界距离。 31、混响时间：声能密度衰减到原来的百万分之一，即衰减60dB 所需的时间。 32、吻合效应：因声波入射角度所造成的空气中的声波在板上的投影与板的自由弯曲波相吻合而使隔声量降低的现象。 33、振动传递率：通过隔振装置传递到基础上的力的幅值与作用于系统的总干扰力或激发力幅值之比。 二、单项选择题 1、按噪声产生的机理可将噪声分类为：机械噪声、 C 、电磁噪声。 （A ）振动噪声；（B ）工业噪声；（C ）空气动力性噪声；（D ）白噪声。
建筑声学测量方案 适用范围 1、建筑构件隔声测量 ( 1)概述：隔声测量主要测量发声室和受声室两侧不同中心频率下的声压级差。根据传播途径的不同分为： A、建筑构件的空气声隔声测量； B、楼板撞击声隔声测量。 (2)相关标准： GB/T50121-2005 建筑隔声评价标准GB/T19889 声学建筑和建筑构件隔声测量(第1~10 部分) 第 1 部分：侧向传声受抑制的实验室测试设施要求 ; 第 2 部分：数据精密度的确定、验证和应 用 ; 第 3 部分：建筑构件空气声隔声的实验室测量 ; 第 4 部分：房间之间空气声隔声的现 场测量 ; 第 5 部分：外墙构件和外墙空气声隔声的现场测量 ; 第 6 部分：楼板撞击声隔声 的实验室测量 ; 第 7 部分：楼板撞击声隔声的现场测量 ; 第 8 部分：重质标准楼板覆面层 撞击声改善量的实验室测量; 第9 部分：吊顶上空相通的两室之间空气声隔声的实验室测量第 10 部分：小建筑构件空气声隔声的实验室测量 2、室内混响时间测量 (1)概述：声音达到稳态后停止发声，平均声能密度自原始值衰减 60 dB所需要的时间，称之为混 响时间，记做 T60，单位为秒(s)。 中断声源法是声源发声达到稳态后，突然切断声源停止发声，直接记录室内声压级 衰减曲线的方法。 ( 2 ) 相关标准： GBJ 76-84 厅堂混响时间测量规范 ISO 3382-2 ： 2008 声学房间声学参数的测量一般房间混响时间测量新的《室内混响时间测量规范》国家标准正在制定中 3、混响室吸声测量 ( 1) 概述：在混响室内测量用于处理墙壁或顶部等界面的声学材料的吸声系数，或诸如家具、人、空间吸声体等的吸声量的方法。 按混响室放入吸声材料前和放入吸声材料后混响时间的差异，计算吸声材料的吸声系数。这里吸声系数是指试件吸声量与试件面积的比值。用于测量声音无规入 射时的吸声系数，即声音由四面八方入射材料时能量损失的比例。 ( 2) 相关标准： GB/T 20247-2006 声学混响室吸声测量
实验：混响室法测量材料（无规入射）吸声系数 一、实验目的:了解混响时间和吸声系数的意义，掌握混响室发测量材料（无 规入射）吸声系数（一般用α表示）的测量方法。 二、实验仪器： 1、测试电容传声器、输出器、数据传输线缆； 2、VA-lab6声学测量软件平台 3、VA-lab6前端； 4、三角声源； 5、通用计算机； 6、声级校准器； 7、传声器延长电缆； 8、传声器支架（三角架）； 9、功放； 三、实验原理 测量材料的吸声系数一般有阻抗管法和混响室法两种。前者测得的是材料的 垂直入射吸声系数，后者测得的是材料的无规入射系数。对同种材料而言两种方 法所测量的数值一般情况下是不同。无规则入射吸声系数是对不同方向的总体效 果，其值大于垂直入射吸声系数。一般在实际生活中声波入射到吸声材料上大多 是无规则的，两者在特定条件下可以转换。本次实验使用混响室法测量无规则入 射材料的吸声系数。按照国家标准GB/T 20247-2006《声学混响室吸声测量》 进行测量。 混响时间是指在扩散声场中，当声源停止后声压级衰减60dB 所需的时间。 由赛宾公式可知，当房间的体积确定后，混响时间的长短与房间内的吸声能力有 关。根据这一关系，材料的声系数就可以通过测量混响室内，加入材料前后的混 响时间差值（?RT ）来计算。 根据赛宾公式可知，在混响室中未安装吸声材料前，即空室时的总的吸声 量A 1可表示为： V m T c V A 11 1143.55+=
式中：T 1－混响室的空室混响时间，s ； V －混响室体积，m 3； c 1－空室混响时间测量时的声速，m/s ； m 1－空室时室内空气吸收衰减系数。 其中4m 1V 表示房间内的空气吸声量。在考虑房间内总的吸声量时要将空气 吸声考虑进去。非特殊情况下，在理解空气吸声时可以类比声音在空气中传播时 会随着距离的增加而声音逐渐“变小”，这变小的原因就主要是空气吸声。 在安装了面积为S 的吸声材料后，总的吸声量A 2可表示为： V m T c V A 22 2243.55+=式中：T 2为安装材料后的混响时间，s ； V 为混响室体积，m 3； C 2为安装材料测量时的声速，m/s ； m 2为安装材料后室内空气吸收衰减系数。 如果两次测量的时间间隔比较短且室内温度及湿度相差很小，可近似认为 c 2=c 1=c ，m 2=m 1=m ，安装材料前后吸声量的变化可表示为： ???? ??-=?12 113.55T T c V A 如果考虑安装材料的面积与混响室内表面积相比很小，被试件覆盖的那部分 地面的吸声系数很小，那么：式中：S 为被测试件面积，m 2；αs 为被测试件的无规则入射吸声系数。因此，只要测得安装试件前后的混响时间，并已知混响室的体积以及被测时 间的面积，即可通过上式计算无规则入射吸声系数。 如图1所示为实验线路图，其中包括信号发生器、功率放大器、扬声器、传 声器、数据采集仪等测量仪器。本次实验在安徽建筑大学声学研究所的混响室进 行，其体积为163.0m 3，表面积为191.2m 2。 混响室内的声场由扬声器产生，为使扬声器尽可能多地激发室内简正振动模 式，扬声器应置于角隅并朝向主对角线方向即放置在混响实验室的拐角处，一般 在测试与之前测试混响室空场的混响时间一样，放置在混响室的左上角。测试信号采用白噪声或粉红噪声。 ???? ??-=?= 12 113.55T T cS V S A s α
国际标准ISO3746 声学声压法测定噪声源的声功率级采用包络测面积的简易法 频率范围的问题 中心频率的范围从“25 赫兹to 8 000 赫兹” 到“125赫兹to 8 000 赫兹” 转变 目录 页码 适用范围 (1) 规范参考........................................................... (3) 定义 (3) .声学环境..................................................................................................... .. (4) 仪表装置 (5) 测试下安装和运行的来源 (5) 测量的声音压力等级 (7) 计算A-weighted表面声压级和A-weighted声功率级 (10) 记录信息 (12) 记录信息 (13) 附件A 声学环境的鉴定程序 (14) B 传声器阵列在半球状的测量表面上 (17) C传声器阵列在平行六面体的测量表面上 (21) D 检测的脉冲噪声指南 (26) E 参考文献 (27) 版权所有。除非另有规定,本出版物的任何部分都可以被复制或者使用任何形式或以任何方式,电子或机械,包括影印、缩微胶片,没有出版者书面许可,禁止。国际标准化组织. 序，前言 IS0(国际标准化组织)是一个世界性联盟的国家标准机构(IS0会员团体)。制定国际标准这项工作是IS0技术委员会通过执行的。对已经成立了技术委员会的某个主题感兴趣，这样的成员国才有权派代表参加该委员会。国际组织、政府和非政府、联络ISO,也都参加这项工作。IS0与国际电工委员会(IEC)在所有电工技术标准化事务中密切合作。 被技术委员会采用的国际标准草图需经过技术委员会成员的循环投票。只有超过75%赞成票的草案才能成为一项国际标准。 国际标准IS0 3746是由电器委员会ISO/ TC，声学，噪音，及下属委员会准备的，这个第二版已经修订并取代取消了第一个版本(IS0 3746:19791。 附件A,B和C的是本国际标准不可分割的一部分。附件D、E是供参考。 简介 0.1本国际标准是IS0 3740系列的一种,它利用不同的方法来确定各种机器、设备
声学测量实验指导书 陈洪娟 哈尔滨工程大学水声工程学院 2005.4.16
第1部分必做实验
实验1 声学测量仪器设备认知实验 一、实验目的 通过本实验掌握声学常用测量仪器的使用方法，并了解声学测量实验应该满足的条件要求和实验室进行实验时的注意事项。 二、实验内容与要求： 1、内容 单台演示各测量仪器的功能，并连接成测量系统演示水声信号。 2、要求 教师操作并讲解，学生提问并试操作。 实验2 水听器自由场电压灵敏度校准 一、实验目的 通过本实验掌握水听器灵敏度的比较校准方法，并熟悉有关测量仪器的使用。 二、实验原理与方法 1．水听器的灵敏度 水听器就是水声接收换能器，它是把水下声信号转换为电信号的换能器。水听器的灵敏度就是水听器的接收灵敏度，通常是指开路电压灵敏度，可分为自由场灵敏度和声压灵敏度。 （1）自由场[电压]灵敏度M 在平面波自由声场中，水听器输出端的开路电压oc e 与在声场中引入水听器前存在于水听器声中心位置处的自由场声压f p 的比值，称为水听器的自由场电压灵敏度。符号为M ，单位是伏每帕V/Pa ，以数学式表示为： f oc p e M = （1） 自由场电压灵敏度是相对于平面行波而言的。如果水听器是无指向性的，则不论平面波从哪个方向传来，灵敏度都是相等的。如果水听器是有指向性的，则灵敏度随平面波入射方向而变。因此，在水听器上必须标明正对平面波的入射方向、频率和输出端。 自由场灵敏度M 与其基准值r M 之比值的以10为底的对数乘以20，称为自由场[电压]灵敏度级，符号为M 、单位是分贝，以数学式表示为： M )/lg(20r M M = （2） 自由场灵敏度级的基准值r M 为1V/μPa 。
B B标准化热电偶有几种： ①廉金属热电偶：T型热电偶，K型热电偶，E型热电偶，J型热电偶 ②贵金属热电偶：S型热电偶，R型热电偶，B型热电偶。 B标准节流装置有标准孔板，标准喷嘴，标准文丘利喷嘴和文丘利管 B标准孔板的取压方式有角接取压，法兰取压，D--D/2取压 B标准节流装置可根据计算结果直接制造和使用, 不必用试验方法进行检定 B标准节流装置的使用(安装)要求：1.只适用于测量圆形截面管中的单相，均匀的流体的流量，流体应充满管道并作连续、稳定流动、流速应小于音速。流体流过节流元件前应是充分发展紊流。2.节流元件上、下游第一阻力与节流元件之间的直管段L1、L2长度，按表选取。上游第一阻力与第二阻力件之间的直管段L0长度按上游第二阻力件形式和β=0.7由表查得的L1值折半。节流装置安装时必须保证它的开孔与管道轴线同轴，并使其端面与管道轴线垂直。流体条件：1.连续流动 2.稳定 3.牛顿流体 4.节流前已达到充分发展的紊流 B毕托管是能同时测得流体总压和静压之差的复合测压管总压=静压+动压 B毕托管测园形管道流体的流速, 确定其特征点的位置有2种方法: 中间矩形法（等环面法），对数-线性法。国际标准规定采用对数-线性法 B变浮力式液位检测实质上就是锊液位转换成浮筒的位移, 然后通过差动变压器使输出电压与位移成正比例关系 C C测量的定义:是以同性质的标准量与被测量比较,并确定被测量相对标准量的倍数.L=X/U C测量手段的不同,测量方法分：直接测量、间接测量和组合测量。 C测量的方式不同,测量方法分: 偏差法（简单方便），零位法（准确度高，测速慢），微差法（两者结合，准确度高，测速快） C粗大误差在一定的测量条件下，测得值明显地偏离实际值所形成的误差成为粗大误差，也称为疏失误差，简称粗差。 C测量仪表功能：1.物理量的变换 2.信号的传输 3.测量结果的显示 C测量仪表主要性能指标：1.精度：精密度，正确度，准确度 2.稳定度 3.灵敏度 4.输入电阻 5.线性度 6.动态特性 C常用的标准化热电阻有四种：铂热电阻，铜热电阻，镍热电阻，半导体热敏电阻。 C差压式流量计原理：根据伯努利方程提供的基本原理，通过测量流体压差信号来反映流体流量的测量方法。如孔板，喷嘴，文丘里管，转子流量计，动压平均管等。 C超声波测物位：通过测量声波从发射至接受到被测物位界面所反射的回波的时间间隔，从而确定物位。 D D电阻温度系数的物理意义：表示电阻当温度改变 1 度时，电阻值的相对变化，当温度每升高 1℃时，导体电阻的增加值与原来电阻的比值。单位为 ppm/℃ D等精度测量：在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程 测量条件（主观客观）：测量仪器方法环境操作步骤细心程度 D电子式湿度传感器有氯化锂电阻湿度传感器、高分子湿度传感器，金属氧化物陶瓷湿度传感器，金属氧化物膜湿度传感器。 D电远传式弹簧管压力表有霍尔片压力远传，电感式压力远传和电阻式压力远传
实验七混响室法测量声学材料吸声系数 一、实验目的 1.掌握混响时间的测量方法； 2.掌握混响室法测量材料吸声系数的原理和方法。 二、实验要求 1.For personal use only in study and research; not for commercial use 2. 3.正确理解混响时间的概念； 4.基本掌握Pulse 3560C声振测量的基本功能及使用方法。 三、实验环境 1.For personal use only in study and research; not for commercial use 2. 3.混响室 4.被测材料：腈纶地毯，面积3×4㎡，厚2.5㎜ 5.BK声学测量平台9.0 6.自由场传声器BSWA型4个 7.声级监视器HS6288 8.Pulse 3560C 9.功率放大器BK2716 10.全指向性声源BK4296 11.通用计算机及M6k 12.声级校准器4321 四、实验内容、步骤 1.实验内容：测量晴纶地毯的无规入射材料吸声系数。测试系统如图5所示。
2. 实验原理： 混响室测量吸声系数的原理是先测出空房间的混响时间T1，放入被测材料后再测出相应的混响时间T2，然后可通过公式（4）计算得到材料的吸声系数。 由声学理论可知，当混响室内被声源激励时，混响室内被激发出较多的简正振动方式，使室内建立稳定声场，该声场接近于扩散声场，建立稳态声场所需的时间大致与混响时间相同。 由赛宾公式可知，将吸声材料放入混响室前后，其等效吸声面积A 值与混响时间的关系可用下式表示： 0 55.3V A -4m V c T = （1） 混响时间的长短和房间的吸声本领及其体积有关，因为前者决定了每次反射所吸收的声能，后者决定了每秒钟声波的反射次数。所以在房间大小固定后，混响时间只与房间对声音的吸收本领有关，故吸声材料或吸声物体的吸声系数可在混响室里通过混响时间的测量来进行。 先测出没有放入声学材料时某频率的混响时间T 1，再测出放入声学材料时响应频率的混响时间T 2，则根据公式（1）可推出： () 2121221111A -A 55.3V --4m -m V c T c T ?? = ??? （2） 式中V 为混响室的体积，c 1、 c 2为两次测量时声速，m 1,m 2为两次测量时的声强吸收系数（由室内空气的吸收产生），如果两次测量时的室内温度及湿度相差很小，则c 1≈ c 2, 21m m ≈,于是(2)式可化简为： 图7.1 混响室法吸声系数测量系统连接示意图
2.1 离心玻璃棉 离心玻璃棉内部纤维蓬松交错，存在大量微小的孔隙，是典型的多孔性吸声材料，具有良好的吸声特性。离心玻璃棉可以制成墙板、天花板、空间吸声体等，可以大量吸收房间内的声能，降低混响时间，减少室内噪声。 离心玻璃棉的吸声特性不但与厚度和容重有关，也与罩面材料、结构构造等因素有关。在建筑应用中还需同时兼顾造价、美观、防火、防潮、粉尘、耐老化等多方面问题。 离心玻璃棉属于多孔吸声材料，具有良好的吸声性能。离心玻璃棉能够吸声的原因不是由于表面粗糙，而是因为具有大量的内外连通的微小孔隙和孔洞。当声波入射到离心玻璃棉上时，声波能顺着孔隙进入材料内部，引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞阻力和空气分子与孔隙壁的摩擦，声能转化为热能而损耗。 离心玻璃棉对声音中高频有较好的吸声性能。影响离心玻璃棉吸声性能的主要因素是厚度、密度和空气流阻等。密度是每立方米材料的重量。空气流阻是单位厚度时材料两侧空气气压和空气流速之比。空气流阻是影响离心玻璃棉吸声性能最重要的因素。流阻太小，说明材料稀疏，空气振动容易穿过，吸声性能下降；流阻太大，说明材料密实，空气振动难于传入，吸声性能亦下降。对于离心玻璃棉来讲，吸声性能存在最佳流阻。在实际工程中，测定空气流阻比较困难，但可以通过厚度和容重粗略估计和控制。1、随着厚度增加，中低频吸声系数显著地增加，但高频变化不大（高频吸收总是较大的）。2、厚度不变，容重增加，中低频吸声系数亦增加；但当容重增加到一定程度时，材料变得密实，流阻大于最佳流阻，吸声系数反而下降。对于厚度超过5cm的容重为16Kg/m3的离心玻璃棉，低频125Hz约为0.2，中高频（>500Hz）的吸声系数已经接近于1了。当厚度由5cm继续增大时，低频的吸声系数逐渐提高，当厚度大于1m以上时，低频125Hz的吸声系数也将接近于1。当厚度不变，容重增大时，离心玻璃棉的低频吸声系数也将不断提高，当容重接近110kg/m3时吸声性能达到最大值，50mm厚、频率125Hz处接近0.6-0.7。容重超过120kg/m3时，吸声性能反而下降，是因为材料变得致密，中高频吸声性能受到很大影响，当容重超过300kg/m3时，吸声性能减小很多。建筑声学中常用的吸声玻璃棉的厚度有2.5cm、5cm、10cm，容重有16、24、32、48、80、96、112kg/m3。通常使用5cm厚，12-48kg/m3的离心玻璃棉。 离心玻璃棉的吸声性能还与安装条件有着密切的关系。当玻璃棉板背后有空气层时，与相同厚度无空气层的玻璃棉板吸声效果类似。尤其是中低频吸声性能比材料实贴在硬底面上会有较大提高，吸声系数将随空气层的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不明显了。 使用不同容重的玻璃棉叠和在一起，形成容重逐渐增大的形式，可以获得更大的吸声效果。例如将一层2.5cm厚24kg/m3的棉板与一层2.5cm厚32kg/m3的棉板叠和在一起的吸声效果要好于一层5cm厚32kg/m3的棉板。将24kg/m3的玻璃棉板制成1m长的断面为三角型的尖劈，材料面密度逐渐增大，平均吸声系数可接近于1。
固定点源声功率测量 声源的声功率是衡量声源每秒辐射的总声能的量。测量声功率有三种方法：混响室法，消声室或半消声室法，现场法。 ● 混响室法 混响室是一间体积比较大（>180m 3），隔声隔振良好，六个壁面坚实光滑，在测量的声音频率范围内反射系数大于98%的全封闭房间。由于在封闭房间内离源r 处的声压级约为： ?? ????++=R r Q L L W P 44lg 102π 式中，Q 为声源指向性因数，当声源位于中央（空中）、某一壁面中央、两壁交线、三壁交角时，Q 分别为1、2、4、8；R 为房间常数，a a S R -= 1，S 为混响室内总面积，a 则是其平均吸声系数。 当r 足够大，使得R r Q 442<<π时，上式括号中第一项可略去。在混响室中，只要离开声源一定距离，使得声压级不再随r 的增大而明显减少时，就可认为符合要求。在各个位置测得几个混响声压级（由于声场并不能做到完全均匀），求平均值。可由下式求得声源的声功率级： ?? ? ??-=R L L P W 4lg 10 ● 消声室或半消声室法 内壁面装有吸声系数很高（吸声系数在测量频率范围内大于98%）的材料的封闭大房间称为消声室，若地面是坚实反射面的则称为半消声室。注意，对于半消声室，声源须直接置于地面上。声波在消声室内传播和在露天的自由空间传播一样，所以消声室内声场模仿为自由声场。而自由声场中的声功率级与声压级的关系式： ??? ? ??++=c W P S L L P W ρ020lg lg 10 L P 是面积为S 的声源包络面上测得的平均声压级。在空气中，上式最后一项近似为0，所以L W ≈L P +10lgS 。只需对声源假想一个包络面，测出这个包络面上各点的声压级并取平均值，算出包络面的面积，就可由此式算得声源的声功率级。 ● 现场测量法 不搬运声源，在车间中直接测量声源噪声，称为现场测量法。现场测量法又分为直接法和比较法。